浅析我国巷道掘进技术

【摘 要】我国是一个能源消费大国，在消费的能源构成中，煤炭占据了重要地位。随着我国迅速发展的经济对能源的需求不断增大，对煤炭的需求量也与日俱增，与此同时我国煤炭储量巨大，煤层储存条件复杂，呈多样性，在煤炭开发的过程中巷道掘进技术起到了至关重要的作用。笔者对我国目前几种巷道掘进技术现状进行了简要分析，探讨其存在的应用限制并提出相关的发展策略。

【关键词】掘进技术；限制因素；发展策略

前言

我国煤炭资源蕴藏丰富，储量居世界第三位，随着煤炭开采技术的不断提升，开采量也逐年增大。在整个开采过程中，煤矿巷道掘进技术是其中重要一环，直接影响着煤炭的开采效率。经过多年的开采实践，我国逐渐形成了煤巷综合机械化掘金技术、连续采煤机快速掘进技术和掘锚机组掘锚一体化掘进技术三种掘进技术。

1 煤巷机械化掘进技术及其发展策略

1.1 煤巷综合机械化掘进技术

煤巷综合机械化掘进是由以悬臂式掘进机为核心，转载机、可伸缩带式运输机等其他设备共同参与、配合的综合掘进方式。悬臂式掘进机的性能在相当大的程度上决定了综合机械化掘进的工作效率。我国从上世纪六十年代开始对悬臂式掘进机进行研制和应用。经过近50年的自主研发和消化吸收， 目前， 我国已研制出几十种型号的掘进机， 典型代表主要有煤炭科学研究总院太原研究院研制的 EBZ （H） 系列、佳木斯煤机厂生产的 S （ EBZ） 系列、三一重装生产的 EBZ系列。与此同时我国还具备年生产千余台掘进机的能力，基本能够满足国内市场的需求。

1.2 我国在综合机械化掘金技术应用上的限制和发展策略

经过半个世纪的发展，我国悬臂式掘进机取得了长足的进步，但是， 与国际先进水平相比， 国内掘进机总体性能参数偏低、功率较小，在破岩能力、适应性及可靠性方面还存在一定的差距。综合机械化掘进作业在我国被广泛采用，尤其是在国有重点煤矿。其主要的发展策略主要有两点： 加大科研力度，促进我国悬臂式掘进机向截割大功率化、整机重型化的趋势发展。二是提高掘进机的适应性和可靠性。具体措施可以从以下四个方面进行考虑：：通过采用新型截割机构、掘进机自动控制技术、改进支护方式等， 提高新型悬臂式掘进机的适应性； 通过对元部件的设计、选择提高机器的可靠性； 通过对转运等后配套的研究， 提高整机与生产系统的配套性； 通过采取全球采购、技术合作等方式转变企业创新体制、提高悬臂式掘进机研制人员对市场的应变性。

2 连续采煤机快速掘进技术及其发展策略

2.1 连续采煤机快速掘进技术

连续采煤机快速掘进技术是掘进与支护平行作业， 并且可以实现边掘进边回收煤柱的短壁开采工艺， 掘进时一般采用双巷掘进煤柱回收时分单翼和双翼两种短壁机械化采煤工艺。我国目前拥有连续采煤机80余台，用于大断面煤巷的掘进和短壁开采。连续采煤机在大断面煤巷掘进时， 连续采煤机与锚杆钻车采用交叉换位作业方式，连续采煤机在运输巷道掘进的同时， 锚杆钻车在回风巷道进行锚杆支护作业， 当连续采煤机完成一个掘进循环时， 与锚杆钻车交换位置。为满足机器调动和运输的要求， 两条巷道之间每隔一定的距离掘一条联络巷。连续采煤机多巷掘进是美、澳等主要采煤国家长期采用的掘进技术， 已成为高产高效工作面巷道主要掘进方式。

2.2 我国在连续采煤机快速掘进技术应用上的限制和发展策略

在限制方面，一是我国长期采用并依赖综合机械化掘进作业，采用连续采煤机快速掘进技术的矿区较少。二是我国在连续采煤机的研制上起步较晚，还处于技术攻关阶段。国内设备完全进口，国产品牌长期处于空白状态，这也在一定程度上阻碍了连续采煤机快速掘进技术的采用。针对此情况，一方面要积极推广连续采煤机快速掘进技术，发挥其投资少、出煤快、机动灵活、适应性强、用人少、效率高、安全性高、效益好等优点。另一方面要加大科研力度，突破技术瓶颈，为该技术的推广提品支持。

3 掘锚机组掘锚一体化掘进技术及其发展策略

3.1 掘锚机组掘锚一体化掘进技术

为了实现煤巷快速高效掘进， 适应锚杆支护技术的快速发展， 世界主要采煤国的快速掘进装备在不断的发展，掘锚机组是适用于高产高效矿井煤巷高效掘进的掘锚一体化设备， 是在连续采煤机和悬臂式掘进机的基础上发展的一种新型掘进机型。掘锚机组是将掘进与支护有机地组合起来， 减少掘进与支护设备的换位作业时间， 在同一台设备上完成掘进和支护工艺。目前， 按照其不同的研制基础，掘锚机组分为以连续采煤机为基础的掘锚机组和悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机。

3.2 我国在掘锚机组掘锚一体化掘进技术应用上的限制和发展策略

就我国目前的使用情况来看，这种技术在我国尚未成熟，还有很大的发展与完善空间。与此同时，掘锚机组所使用的掘进设备庞大沉重，对煤矿巷道条件要求较高，小型煤矿不适合采用这种技术，限制了该技术的适用范围。因此要加大掘锚一体化掘进技术的研发力度，使 其适 用范围更 广。具体措施如：

（1）继续发展基于连续采煤机的掘锚机组。美国、澳大利亚、英国等主要产煤国家目前广泛采用掘锚一体化技术， 即通过掘锚机组实现掘锚平行作业。同连续采煤机和锚杆钻车交叉换位施工相比，掘锚一体化适用范围更广， 支护效果、掘进工效也有进一步改善， 因而引起世界采矿界的广泛关注，被誉为煤巷掘进的一次技术革命。

（2）研究开发基于悬臂式掘进机的掘锚同步作业联合机组。基于连续采煤机的掘锚机能够实现掘锚同步作业， 但受截割方式与 T型截割机构限制，无法在顶板条件差的煤巷、半煤岩及岩巷中使用，推广应用受到限制； 而基于现有悬臂式掘进机的掘进及支护一体机， 受截割臂悬臂过长和回转与升降动作的影响无法实现掘锚同步作业， 影响了掘进效率。如将2种设备的优点结合起来，以悬臂式掘进机为基础， 改变悬臂升降与回转方式；缩短悬臂， 采用掘锚机锚杆安装与支护方式实现基于悬臂式掘进机的掘锚同步作业， 研制基于悬臂式掘进机的掘锚同步作业联合机组， 将是煤矿巷道高效掘进的一个重要发展方向。

4 结束语

综上所述，巷道掘进技术已成为煤矿开采效率的重要标志，我国现存的三种巷道掘金技术各有其优势和弊端。我国在努力完善综合机械化掘金技术的同时也要积极开发并推广高效的连续采煤机快速掘进技术和掘锚机组掘锚一体化掘进技术，提高煤矿的产煤效率，为经济的快速发展提供能源支持。

参考文献：

[1]孙传军，郑思达.岩巷快速掘进技术研究[J].江西煤炭科技，2010（04）.

[2]任建民.发挥综合机械化优势实现岩巷快速掘进.煤炭技术.2009（4）.